P配位Fe单原子催化剂

可充锌空气电池突破功率密度

通过在第二配位层引入磷原子打破局部电子对称性，实现碱性介质中超低过电位与超高稳定性。

Ji, Siqi · Liu, Hongxue · Zhang, Yuqi · 刘栋 · Horton, J. Hugh · 汪超 · 王玉 · 李智君

Advanced Materials 2024

具体参数

氧双功能电位差

{'zh': '0.65', 'en': '0.65'} V

功率密度

{'zh': '263.8', 'en': '263.8'} mW cm⁻²

技术优势

电位差小到0.65 V

通过磷掺杂打破铁位点局部电子对称性，优化含氧中间体吸脱附，使得氧双功能电位差仅0.65 V，大幅减少充放电能量损失。

功率密度超263 mW cm⁻²

基于优化的电子结构，Fe1/NCP在锌空气电池中实现263.8 mW cm⁻²的高功率密度，显著优于常规非贵金属催化剂。

应用场景

• 锌空气电池：替代贵金属催化剂，大幅提升功率密度和循环寿命。
• 氧还原反应：提供高活性和稳定性的非贵金属单原子位点用于ORR。
• 析氧反应：加速OER动力学，降低充电过电位。
• 非贵金属电催化剂：以Fe替代Pt/Ir，实现低成本双功能氧电催化。
• 金属空气电池：提升金属空气电池的充放电效率和输出功率。